CN204906174U - 宽输入全桥多功能驱动板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽输入全桥多功能驱动板，包括标准电压稳压输出端口、稳压输入与保护模块、脉宽调制器、驱动信号输出端、负载后级取样接口和开关电源逆变模块，标准电压稳压输出端口的输出端依次与稳压输入与保护模块、脉宽调制、驱动信号输出端和开关电源逆变模块连接，该标准电压稳压输出模块的输入端与市电连接；在该脉宽调制电路的控制端与负载后级取样接口的输出端连接，该负载后级取样接口的输入端从电源输出端的负载电压处经由变压器进行取样。本实用新型具有很好的可靠性，从而使开关电源具有使用更广泛，更灵活，跟安全，节约了研究与生产成本的优点。

Description

宽输入全桥多功能驱动板

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源，具体是一种宽输入全桥多功能驱动板。

背景技术

目前，开关电源是个相对成熟的技术，而对于高频开关电源稳压输出调整与工作频率调节不易，不同电源系统辅助电源电压多样化，导致电源研制生产周期过长，而且产品的生产成本也相应提高。

实用新型内容

本实用新型为了解决并组高频开关电源输出电压的不稳定与工作频率的调整，导致高频开关电源并组使用受到限制的问题，提供了一种用做PWM的多用途驱动电路。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种宽输入全桥多功能驱动板，包括：标准电压稳压输出电路、稳压输入与保护模块、脉宽调制器、驱动信号输出电路、开关电源逆变模块和负载后级取样电路，该标准电压稳压输出电路的输入端与市电连接，该标准电压稳压输出电路的一个输出端依次与稳压输入与保护模块、脉宽调制器、驱动信号输出电路和开关电源逆变模块连接，该标准电压稳压输出电路的另一输出端与开关电源逆变模块的一个输入端连接；该脉宽调制器的控制端与负载后级取样电路的输出端连接，该负载后级取样电路的输入端与开关电源输出端的负载连接。

所述的标准电压稳压输出电路设有相互独立的5V、12V、15V、24V电压值的稳压输出端口。

所述的标准电压稳压输出电路主要由高频变压器、振荡器、MOSFET管组成，高频变压器的供电输入与MOSFET管的漏极相接，MOSFET管的栅极接于振荡器。

所述的稳压输入与保护模块主要是由三端稳压管与电压比较器组成，标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端接于三端稳压管的输入端，三端稳压管的输出端再接入电压比较器的同相输入端，电压比较器的输出端与SG3525芯片的关断角控制端连接。

所述的脉宽调制器主要由SG3525芯片、可调电位器、四只晶体管组成，标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端经平稳滤波后分别接入SG3525芯片的输出级偏置电压接入端和偏置电源接入端，基准电源输出端提供基准电压接入SG3525芯片之中的误差放大器同相输入端，脉宽调制器的比较器补偿信号输入端接于该误差放大器反向输入端接受反馈信号，所述的振荡器定时电阻接入端接于振荡器放电端形成放电回路，在振荡器定时电阻接入端接入可调电位器,两路互补输出端分别接入两对图腾柱中的四个晶体管的栅极。

所述的驱动信号输出电路主要由tlp250型光耦合器和嵌位二极管组成，标准电压稳压输出电路中的24V的稳压输出端接于tlp250型光耦合器的第8脚、第1脚和第2脚分别与四个晶体管的发射极相接，第3脚和第4脚接地，第6脚和第7脚相接后输出触发信号，第5脚接入嵌位二极管。

所述的负载后级取样电路由取样电阻、开关电源变压器功率输出端组成，开关电源变压器功率输出端与取样电阻相连，取样电阻再与SG3525芯片的误差放大器的反相输入端相接，电路电压的调节是依靠电压反馈来实现的，要使电路在输出电压多少时起控，通过调整电压取样电阻的阻值来实现。

在所述的标准电压稳压输出端口连接有其他子模块，该其他子模块包括开关电源风扇散热模块、开关电源LED显示模块、开关电源整流控制模块。

本实用新型的优点是：本实用标准电压输出接口，提供了相互独立的多个标准电压(5V、12V、15V、24V)稳压输出端口，可以根据现有开关电源子模块所需输入电压，采用本驱动板就可以实现稳压供电，不再需要添置新的辅助电路。可以为大功率全桥谐振高频电源驱动，也可以作为半桥电路驱动，也可以为正激电源、被机进行驱动。同时本电路带有基于LM393的过压与欠压保护，具有很好的可靠性，从而使开关电源具有使用更广泛，更灵活，跟安全，节约了研究与生产成本的优点。

附图说明

图1是本实用新型的总电路框图；

图2图1中脉宽调制器和负载后级取样电路的具体实施例的电原理图；

图3是图1中驱动信号输出电路的具体实施例的电原理图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型一种宽输入全桥多功能驱动板，包括：标准电压稳压输出电路(1)、稳压输入与保护模块(2)、脉宽调制器(PWM)(3)、驱动信号输出电路(4)、开关电源逆变模块(5)和负载后级取样电路(7)，该标准电压稳压输出电路(1)的输入端与市电连接，该标准电压稳压输出电路(1)的一个输出端依次与稳压输入与保护模块(2)、脉宽调制器(3)、驱动信号输出电路(4)和开关电源逆变模块(5)连接，该标准电压稳压输出电路(1)的另一输出端与开关电源逆变模块(5)的一个输入端连接；该脉宽调制器(3)的控制端与负载后级取样电路(7)的输出端连接，该负载后级取样电路(7)的输入端与开关电源输出端的负载(8)连接。

该标准电压稳压输出电路(1)的部分输出端口与驱动主板的稳压输入与保护模块与驱动信号输出电路的输入端连接，同时辅助电源部分提供了相互独立的多个常用电压5V、12V、15V、24V的输出端口，经稳压输出后可以为常用开关系统中子模块可靠供电，输入电压稳压与保护模块(2)起到过欠压保护的作用，脉宽调制器(PWM)(3)与开关电源逆变模块(5)输入端并接，由驱动信号输出电路(4)发出触发信号，负载后级取样电路(7)与负载取样电路输入端连接，同时本实用新型宽输入全桥多功能驱动板上设有开关电源输出端负载电压的取样接口，电路在输出电压多少时起控，可以调整电压取样电阻的阻值来实现，从而构成宽输入全桥多功能驱动板。

本实用新型的工作原理是：

1、标准电压稳压输出电路(1)(以UC3844B芯片为核心组成的电压控制型的开关电源的控制电路)：直流降压后加在的UC3844B的引脚(7)上，为UC3844B芯片提供大于16V的启动电压，当UC3844B芯片启动后由反馈绕组提供维持UC3844B芯片正常工作需要的电压。当输出电压升高时，单端反激变压器的反馈绕组上产生的反馈电压也升高，该电压经电阻的组成分压网络，分压后送入UC3844的引脚(2)，与基准电压比较后，经误差放大器放大，使UC3844引脚(6)的驱动脉冲占空比减小，从而使输出电压降低，达到稳定输出电压的目的。最终提供相互独立的多个电压(5V、12V、15V、24V)稳压输出端口，可以为开关电源逆变模块(5)供电，同时稳压输出端口经由电路板上的稳压输入与保护模块(2)为PWM进行供电，不再需要添置新的辅助电路。

2、稳压输入与保护模块(2)：是主要基于LM393和7805稳压器这两者组成的，标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端接于电压稳压管7805的输入端，电压稳压管7805的输出端接于脉宽调制器(PWM)3的输入端，向PWM供电，由于PWM是本驱动板的核心部分，故带有基于LM393的过压与欠压保护，电压稳压管7805的输出端经分压后与双电压比较器LM393反相输入端A(2脚)和同相输入端B(5脚)相接，同时标准电压稳压输出电路中的5V的稳压输出端经分压后接于LM393的同相输入端A(3脚)和反向输入端B(6脚)，提供基准电压，电压稳压管7805的输出端在向PWM输入的电压过高或过低时，LM393的输出端会向脉宽调制器(PWM)(3)的SG3525(电压调节芯片，参见图2)的关断角10脚发出关断信号，电路停止工作，当输入电压恢复正常值时，则自动恢复工作。

3、脉宽调制器(PWM)(3)(参见图2，左端为输出端F，右端为输入端E)：本模块是以SG3525(电压调节芯片，作为PWM发生控制器)为基础，与并组的高频开关电源输入端的逆变电路相连接，经由驱动信号输出端向开关电源逆变模块发出驱动信号。标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端经平稳滤波后分别接入SG3525的输出级偏置电压接入端(13脚)和偏置电源接入端(15脚)，基准电源输出端(16脚)提供基准电压接入误差放大器同相输入端(2脚)作为调节占空比的基准，PWM比较器补偿信号输入端(9脚)接于误差放大器反向输入端(1脚)用来接受反馈信号，振荡器定时电阻接入端(5脚)接于振荡器放电端(7脚)形成放电回路，在振荡器定时电阻接入端(6脚)接入可调电位器RT(R13),两路互补输出端(11脚和14脚)分别接入两对图腾柱中的晶体管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极，脉宽调制PWM的输出级采用图腾柱结构晶体管Q1、Q2、Q3、Q4构成两对图腾柱作为前级输出。脉宽调制器(3)通过调整RT的大小来调节开关电源的工作频率，而通过调节信号的占空比来实现开关电源的稳压输出。

4、负载后级取样电路(7)：(参见图2的右下角，左端为输出端G，右端为输入端)负载后级取样电路的接口与负载取样线路输入端连接,本取样接口是电压取样接口，从电源输出端的负载电压处经由变压器进行取样(VOLTOUTPUT)，(VOLTOUTPUT)再与SG3525的误差放大器的反相输入端相接(1脚)，通过调节SG3523的反相输入端(1脚)接入电压的大小，来调节占空比，而电路在输出电压多少时起控，可以负载后级取样接口中的调整电压取样电阻R17的阻值来实现。

5、驱动信号输出电路(4)(参见图3，右端为输入端，左端为输出端)：分为上桥驱动信号输出端和下桥驱动信号输出端。可以分别驱动开关电源逆变模块的全桥的上下桥晶体管。标准电压稳压输出电路中的24V的稳压输出端接于tlp250的电源(8脚)为四只tlp250供电，1脚和2脚与分别与前级输出的两对图腾柱中的晶体管的发射极相接，3脚和4脚接地形成放电回路，6脚和7脚相接后输出触发信号，5脚接入嵌位二极管D2，起到稳压保护的作用。基于TPL250光耦器作隔离驱动，提高驱动板的可靠性，同时可以作为半桥电路驱动，也可以为正激电源、被机进行驱动。

本实用新型宽输入全桥驱动板，可以实现占空比0-50％可调，工作频率20KHZ-60KHZ超音频可调，足以驱动30KW的大功率高频开关电源。

本实用新型的各单元的电路均为常规连接方式，其创造性在于将各单元进行的组合，采用标准电压输出接口，提供了相互独立的多个标准电压(5V、12V、15V、24V)稳压输出端口，可以根据现有开关电源子模块所需输入电压，采用本驱动板就可以实现稳压供电，不再需要添置新的辅助电路。可以为大功率全桥谐振高频电源驱动，也可以作为半桥电路驱动，也可以为正激电源、被机进行驱动。同时本电路带有基于LM393的过压与欠压保护，具有很好的可靠性，从而使开关电源具有使用更广泛，更灵活，跟安全，节约了研究与生产成本的优点。

Claims (8)

1.一种宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，包括：标准电压稳压输出电路、稳压输入与保护模块、脉宽调制器、驱动信号输出电路、开关电源逆变模块和负载后级取样电路；该标准电压稳压输出电路的输入端与市电连接，该标准电压稳压输出电路的一个输出端依次与稳压输入与保护模块、脉宽调制器、驱动信号输出电路和开关电源逆变模块连接，该标准电压稳压输出电路的另一输出端与开关电源逆变模块的一个输入端连接；该脉宽调制器的控制端与负载后级取样电路的输出端连接，该负载后级取样电路的输入端与开关电源输出端的负载连接。

2.根据权利要求1所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的标准电压稳压输出电路设有相互独立的5V、12V、15V、24V电压值的稳压输出端口。

3.根据权利要求1所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的标准电压稳压输出电路主要由高频变压器、振荡器、MOSFET管组成，高频变压器的供电输入与MOSFET管的漏极相接，MOSFET管的栅极接于振荡器。

4.根据权利要求3所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的稳压输入与保护模块主要是由三端稳压管与电压比较器组成，标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端接于三端稳压管的输入端，三端稳压管的输出端再接入电压比较器的同相输入端，电压比较器的输出端与SG3525芯片的关断角控制端连接。

5.根据权利要求4所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的脉宽调制器主要由SG3525芯片、可调电位器、四只晶体管组成，标准电压稳压输出电路中的15V的稳压输出端经平稳滤波后分别接入SG3525芯片的输出级偏置电压接入端和偏置电源接入端，基准电源输出端提供基准电压接入SG3525芯片之中的误差放大器同相输入端，脉宽调制器的比较器补偿信号输入端接于该误差放大器反向输入端接受反馈信号，所述的振荡器定时电阻接入端接于振荡器放电端形成放电回路，在振荡器定时电阻接入端接入可调电位器,两路互补输出端分别接入两对图腾柱中的四个晶体管的栅极。

6.根据权利要求1所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的驱动信号输出电路主要由tlp250型光耦合器和嵌位二极管组成，标准电压稳压输出电路中的24V的稳压输出端接于tlp250型光耦合器的第8脚、第1脚和第2脚分别与四个晶体管的发射极相接，第3脚和第4脚接地，第6脚和第7脚相接后输出触发信号，第5脚接入嵌位二极管。

7.根据权利要求1所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，所述的负载后级取样电路由取样电阻、开关电源变压器功率输出端组成，开关电源变压器功率输出端与取样电阻相连，取样电阻再与SG3525芯片的误差放大器的反相输入端相接，电路电压的调节是依靠电压反馈来实现的，要使电路在输出电压多少时起控，通过调整电压取样电阻的阻值来实现。

8.根据权利要求1所述的宽输入全桥多功能驱动板，其特征在于，在所述的标准电压稳压输出端口连接有其他子模块，该其他子模块包括开关电源风扇散热模块、开关电源LED显示模块、开关电源整流控制模块。